海底多金属硫化物开采的环境影响分析及应对策略

为确保海底多金属硫化物商业开采在采矿过程中对环境不造成影响,结合现有的海底采矿技术,提出有必要开展海底多金属硫化物绿色采矿技术研究和环境评价研究,分析了在海底多金属硫化物开采中对海洋环境可能造成的影响.采矿过程对海底潜在的影响包括沉积物和生物栖息地移动、羽状流、光照、噪声、振动等,对海洋上部的潜在影响包括光照、噪声、废水排放等.为了实现海底多金属硫化物的商业开采,须弱化海底采矿作业对海底环境的影响,以确保海底采矿符合相关国际海洋法规.     

预挖沟海底管道铺设监测方案

随着海洋油气资源的不断开发,海底管道的建设越来越多。在海底管道的铺设过程中施工安全也越来越重要。本文从海底管道预挖沟铺设前、铺设中、铺设后这三个方面出发,制定海底管道预挖沟铺设监测方案。     

海底观测网络关键技术研究进展

海底观测网络在海洋地质、生物、海洋地球化学与海洋地球物理等领域实现对海洋参数的长期、实时和连续观测。本文介绍了世界各国海底观测网络的研究进展,探讨了海底观测网络的关键技术,如能源供应技术、海底接驳技术、网络基础设施、工程布设技术等,并提出了初步解决方案,最后对海底观测网络的发展方向进行了分析和展望。     

国产海底地震探测装备技术研发与应用

为研究深部壳幔结构、海底地震活动性和实现地震海啸预警,需要在海底布设海底地震仪开展地震观测。深海海底地震仪因涉及地震传感器、深水水听计、声学换能器与耐压封装等先进国际技术,中国高性能深海海底地震仪长期是空白。对此,中国科学院地质与地球物理研究所通过多年持续核心技术攻关和多次深海试验验证,解决了数字调零宽带地震传感技术、全海深陶瓷压电水听传感技术、软硬协同优化低功耗采集技术和万米高可靠性释放回收技术等关键技术难题,自主成功研发了包括便携式海底地震仪、宽频带海底地震仪与实时海底地震仪等系列海底地震探测装备(型号为IGG-OBS)。实验结果表明：自主研发的IGG-OBS仪器装备达国际先进水平;近年来在多个科考航次中发挥支撑作用,总计投放达1 400余台次,综合回收率大于90%;通过在洋中脊、海山、俯冲带等多种复杂海底区的实际观测,数据质量合格率>98%,具备复杂构造成像能力,已进入实质性应用阶段,为中国深海科考、大洋调查及近海灾害预警监测等提供了关键技术支撑。     

砂土海床海底管道贯入的数值模拟

为预测砂土海床海底管道贯入深度,在ABAQUS下建立了砂土海床海底管道贯入的耦合欧拉-拉格朗日有限元模型,模拟海底管道在风浪流及自重等荷载作用下贯入砂土海床的过程,研究了管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角、剪胀角及弹性模量对管道贯入深度的影响。结果表明,在海底管道贯入过程中,管道两侧海床隆起,在海床土体内形成了自管道底部延伸至海床表面的连续滑动面,砂土破坏表现为整体剪切破坏形式;管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角及剪胀角均会影响砂土海床海底管道贯入深度,其中砂土内摩擦角对海底管道贯入深度影响最大,而砂土弹性模量则对海底管道贯入深度没有显著影响。海底管道贯入阻力随管-土界面摩擦系数、砂土内摩擦角和剪胀角增加而呈幂函数增大。所提海底管道贯入深度预测公式考虑了管-土界面相互作用和砂土力学特性的影响,能准确预测砂土海床中管道的贯入深度,可为砂土海床海底管道在位稳定性评估提供基础数据。     

海底声学特性水平变化引起的声异常衰减

海底底质声学参量是影响浅海中声传播的主要原因之一. 基于一次海上实验中的声传播损失异常现象, 提出了海底底质水平变化的海底模型, 并很好地解释了实验中观测到的现象. 研究结果表明, 海底底质在传播路径上的变化对于水中声传播的影响很大, 在进行声传播问题研究及海底反演中海底模型的选取都应对实际海底的水平变化特性予以足够的重视.     

现代海底热液成矿作用综述

现代海底热液成矿作用是一种重要的成矿作用。海底热液系统主要分布在大洋中脊、弧后盆地、板内火山活动中心等张裂性环境中 ,不同的环境具有类似的成矿模式。海底大洋中脊热液作用的主要产物为黑烟囱、白烟囱。现代海底硫化物堆积过程是烟囱生长、倒塌和热液流体在其开放空间充填与交代的过程 ,硫化物的形成首先是通过硫化物烟囱来完成。提出了运用成矿系统理论来研究海底热液作用的方法     

海平面并不平

在日常生活中,我们习惯于以海平面为准来测量海平面上的陆上物体的高度。其实,海平面并不平。为什么海平面不平呢?一是涨潮、落潮、风暴和气压高低等因素,使海面始终不能归于平静;二是海底地形的不同,也决定了海面的不平。我们知道,海底不仅分布有巍峨的海底山脉、平缓的海底平原,而且还有许多陡峭的海底深沟。由于受海底地形的影响,一个海区的海面会低于或高于另     

海底沉积物物理参数声速反演方法研究

海底沉积物的物理参数是海洋资源勘探开发、工程施工的重要参数。基于Gassmann理论,采用改进遗传算法,以海底沉积物实测纵波速度矩阵与预测纵波速度矩阵差的2范数作为目标函数,建立了由海底沉积物纵波声速反演海底沉积物密度、孔隙度和泊松比的反演方法。经过模型数据与实际资料应用,检验了方法的正确性。该方法可为海底工程、海底资源勘查提供技术支撑。     

海底音乐节

蓝色的海底、美丽的珊瑚礁为舞台,红色的潜水通气管当指挥棒,潜水爱好者携带各式各样的仿制乐器,倾情"演奏",又唱又跳……这就是美国佛罗里达州一年一度的"海底音乐节",一大群"海底艺术家"在海底进行他们精彩独特的表演!在保护区的水下,来自全美各地的400多名潜水爱好者携带着"乐器",以珊瑚礁为舞台,伴着陆上传来的电台音乐在海底充满激情地"吹拉弹唱",与鱼同乐。当然,毕竟     

地震荷载作用下海底滑坡特征及其机理

通过多种勘察手段,分析了厦门沪救码头海底滑坡成因及滑坡附近的地形、地层和海洋水动力条件等因素,采用动力有限元法和强度折减法相结合的方法分析海底滑坡在地震荷载作用下的动力响应、海底滑坡动力稳定性的影响因素以及地震荷载与海底滑坡失稳状态之间的关系.结果表明,在地震荷载作用下,软土层之间存在拉应力效应并导致海底滑坡崩塌滑动的危险;动力有限元法和强度折减法相结合并以计算不收敛为判据的方法,适用于分析海底滑坡的地震整体稳定性.当地震作用时,厦门沪救码头海底滑坡的整体稳定安全系数为1.50.     

基于局部平衡反应的海底甲烷水合物形成及富集机制数值模拟

针对具有开发潜力的渗漏型天然气水合物藏,尝试采用油藏数值模拟方法,建立海底甲烷水合物形成及富集机制模型。基于水合物的相平衡和动力学特征,通过对水合物反应的局部平衡设置和对海底浅层高压低温环境的精确描述,实现对深部甲烷气运移至海底水合物稳定区、触发形成水合物过程的模拟,分析海底低渗层遮挡和海底冷泉两种情形下甲烷水合物富集成藏过程及其影响因素。结果表明:在深水海底浅层中,深部甲烷气以较小通量且不发生泄漏至海水情形下,长时间、持续的运移至海底水合物稳定区,则有利于形成大厚度、高丰度的水合物藏;油藏数值模拟方法可作为一种研究海底水合物成藏动力学的有效手段,值得开发利用。     

低频声源海底地震波的时域合成波形分析

在频域快速场模型的基础上进行逆傅里叶变换,得到海底地震波的时域合成波形计算方法,并对不同浅海环境参数下的合成波形进行了计算.结果表明:海底地震波的波动成分为海底表面波和简正波;当声源频率低于简正波最小截止频率时,不存在无衰减传播的简正波,其波动成分主要为海底表面波;随着声源频率增大,各阶简正波逐渐被激发且逐渐增强;声源深度越接近于海底,越有利于海底地震波的激发,波动成分中表面波越发占据主要地位;与硬质海底相比,软质海底更有利于低频声源激发海底地震波,但不利于较高频率声源海底地震波的激发.     

海底管道抗震分析软件的开发与应用

海底管道的建设往往需要考虑地震和断层的影响,但是目前主要还是参考陆地管道抗震规范,其计算结果与海底管道工程实际存在较大的差距。为提高海底管道应力(应变)分析精度,基于管道-土体之间的相互作用建立了海底管道抗震分析方法,采用C语言和MATLAB平台开发了海底管道抗震分析软件,既可以进行海底管道的地震反应分析、穿越断层分析和弹性时程分析,又可以绘制海底管道的应力-应变曲线、地震波时程曲线和管道时程分析曲线,具有通用性强、交互方便、快速易用等特点,为海底管道的设计、施工提供了技术支持。     

海底地震观测系统设计方法研究

海底地震仪(OBS)可以获取纵波、转换横波等多种有效的地震波信息.丰富的多渡勘探信息对于弄清水合物内部速度结构、提高地层的分辨率具有重要意义.海底地震观测系统设计的主要研究目的是为海底地震数据采集提供最佳的海底地震仪分布形态、分布间距等观测系统参数.本文中结合国外OBS在天然气水合物中的应用成果,采用射线追踪法,实现了海底地震观测系统设计,取得了较好的应用效果.     

海底钻机液压式自动调平系统

结合“水域钴机和海底取样设备研制”的预研课题,针对海底设备自动调平系统的工作环境和调平要求,提出了海底钻机自动调平系统方案,即实时检测,闭环控制,远程通讯;并在此框架下设计了海底钻机自动调平系统相应的软硬件。陆地和模拟海上试验证明,设计方案满足了海底钻机的调平要求。     

全球海底地名现状与我国对策思考

海底地名是国家海洋权益的一种体现。加强海底地名的提案整理和规范研究,开展海底地名的网络信息化公开,是争取和维护海洋权益的手段之一。本文介绍了海底地名相关的机构和背景,分析了全球海底地名提案现状,讨论了加强我国海底地名命名的政策,技术保障的前瞻性思路,有利于海底地名主管部门相关工作的开展。     

浙江省“海底串”渔具调查分析

在2006年11-12月浙江省未定性渔具调查中对"海底串"的渔具结构、作业方式、渔业现状进行了初步的调查研究,分析认为"海底串"属于张网类,单片型,锚式,并对海底串作业的规范化管理提出了意见。     

海陆联合大跨度多点位海底大地电磁同步数据采集

海底电磁探测是研究海洋基础地学课题和海底矿产资源分布的重要地球物理方法之一。由于大地电磁场存在区域噪声,因而,为压制干扰并获得高质量的场源数据,就需进行带远参考方式的数据采集。在采集过程中,包括陆上基站和海底测网的多台仪器应遵循同一个时间基准和统一的方位坐标。海底大地电磁仪为满足上述要求,其内部配备了高精度时钟源、姿态检测器件以及与海底电磁信息采集相关的自动信号测量与存储电路。海上作业时,科考船沿预定航线,实现仪器的逐点投放。海底测量结束后,通过遥控方式改变海底仪器的浮力性质,使其自动返回海面。近期的海洋试验表明,中国的海底大地电磁探测技术已实现了实用化,可为海洋勘查提供高技术支撑。     

上海建成中国第一套海底观测组网技术系统

由著名海洋科学家，中国科学院院士，同济大学汪品先教授领衔的“海底观测组网技术的试验与初步应用”2006年重大科技攻关项目，6月23日通过上海市科委组织的专家验收。该项目的研究旨在初步突破构建包括海底观测网在内的海洋综合立体观测例系统关键技术，在上海附近海域进行海底观测组网技术的试验，建立了中国第一个海底综合观测试验与示范系统——东海海底观测小衢山试验站。该试验站由海洋登陆平台及控制和传输模块、1．1千米海底光电复合缆、基站包括特种接驳盒、外接ADCP、CTD、